高中试卷答案网2023年中考二轮专题复习 浮力计算题专项练习
1．如图所示，盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上，木块A放在水中后处于漂浮状态，此时A浸在水中的体积为1.5×10-4m3，A的下表面面积为30cm2（水的密度为1.0×103kg/m3）。求：
（1）木块A受到的浮力；
（2）木块下表面受到水的压力；
（3）木块下表面处水的压强。
2．一个质量为0.8kg的物块放到水平桌面上，它与桌面的受力面积为100cm2。小亮用数显推拉力计把该物块压入水中静止，如图所示，这时数显推拉力计的示数为2N，已知水的密度是1×103kg/m3，g=10N/kg，忽略推拉力计的推杆在水中受到的浮力。求：
（1）物块对桌面的压强；
（2）图中物块受到的水的浮力；
（3）物块的密度。
3．中国人民解放军海军山东舰是中国首艘自主建造的国产常规动力航母，山东舰航母长约315米，宽约75米，可以搭载36架歼~15舰载机，满载排开水的体积约5×104m3，最大吃水深度为10.5m（指最底部到水面的竖直距离）
（1）山东舰满载时所受的浮力为多少？（g=10N/kg）
（2）满载时山东舰底部受到的海水压强是多少？（海水密度取ρ=1.0×103kg/m3）
4．如图甲，2021年11月8日，神舟十三号航天员乘组翟志刚、王亚平成功完成出舱全部既定任务，出舱活动取得圆满成功。为了出舱一刻，航天员们都要在地面上经历“魔鬼式训练”。其中模拟失重水槽训练是其中的一项必修课，模拟失重训练水槽的原理是：通过增减配重和漂浮器，使宇航员悬浮在水中，模拟失重环境的操作效应。如图乙所示，质量为75kg宇航员，若所带配重及所着模拟宇航服质量为25kg，水的密度为ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg。
求：
（1）宇航员悬浮在水中时所受的浮力。
（2）宇航员排开水的体积。
（3）宇航服手腕处有一面小镜子，航天员可以通过它随时察看自己身上的各种开关。当小镜子处于水面以下5m处，受到的压强多大？
5．如图所示是我国最新入列的055型驱逐舰，其满载排水量为12000t，吃水深度为6m（即船底距海面的深度），若航速为30节（合54km/h），驱逐舰所受的阻力为6×106N。（g取10N/kg，ρ海水=1.03×103kg/m3）求：
（1）驱逐舰满载航行时所受到的浮力；
（2）驱逐舰航行时舰底受到海水的压强；
（3）驱逐舰航行时发动机牵引力的功率。
6．2017年12月24日，我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机AG600首飞成功，可为“海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与安全保障。某次起飞前飞机静止在水平跑道上，总质量为51t，轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2。请解答下列问题：（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
（1）飞机静止在跑道上时对跑道的压强为多大？
（2）飞机到达目的地降落后，漂浮在水面上，排开水的体积为46m3，此时飞机受到的浮力是多少？
（3）此时舱底某处距水面深1.5m，该处面积为0.8m2的检修口面板受到水的压力为多大？
7．如图所示，将一块重为3N，体积为100cm3的石块，用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中，容器中水的深度由10cm上升到12cm。（容器的重力和容器壁的厚度忽略不计，g=10N/kg）。 求：
（1）石块所受浮力；
（2）容器中水的重力；
（3）细线松动，石块沉到容器底静止后，容器对水平地面的压强。
8．在物理做中学实践活动中，某活动小组想要用橡皮泥做“船”浮在水面上，并探究橡皮泥“船”的装载能力。他们用一块体积为20cm3的橡皮泥做成一只“船”，放人水中漂浮，试着向其中添加物体，发现最多只能装载25g的物体，如图所示。查阅资料知道橡皮泥的密度为1.5×103kg/m3。已知水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：
（1）将这块橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为多少？
（2）这只橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为多少？
（3）该小组同学想提高橡皮泥“船”的装载能力，请你帮助他们提出一条合理化的建议。
9．北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”深受大家喜爱。小华用3D打印机自制了一个“冰墩墩”模型，如图所示。此模型在空气中静止称时，弹簧秤的读数为25N；浸没在水中静止称时，弹簧秤的读数为15N，（水的密度为，g=10N/kg）求：
（1）模型浸没在水中时所受到的浮力是多少；
（2）模型的体积是多少；
（3）模型的密度是多少？
10．水平地面上放有一个高为25cm，底面积为150cm2的薄壁圆柱形容器（其质量可忽略），容器中盛有一定量的水，水的深度为20cm，现将一个边长为10cm的实心正方体放入该容器中，已知容器对地面的压强增大了1000Pa（g取10N/kg，水的密度为ρ水＝1.0×103kg/m3）。求：
（1）在未放入正方体前，水对容器底的压力；
（2）请通过计算确定放入正方体后，正方体的浮沉状态；
（3）正方体的密度。
11．深海养殖技术在海洋渔业中被普遍推广。甲图为某深海大黄鱼渔场引进的单柱半潜式养殖网箱，乙图为其简化模型。在乙图中，中央的柱形容器是由横截面积为2m2、高20m的镀锌铁皮（不计铁皮体积）制成的空心圆柱体，可进水或充气，使整个网箱按要求上浮或下沉；网箱与海水相通，是养鱼的空间，并与圆柱体固定在一起；网箱的底部悬挂质量为20t的铸铁块（不与海底接触），铸铁块相当于“船错”，起稳定作用。已知制作网箱材料的总质量为10t，网箱材料和铸铁块能够排开海水的最大体积为6m3，海水的密度按1.0×103kg/m3计算，g取10N/kg。求：
（1）海面以下15m处海水的压强；
（2）当网箱的底部下沉到海面下15m处静止时，空心圆柱体内海水的高度；
（3）该装置能否在海面下40m深处进行悬浮养殖，请简要说明理由。
12．钓鱼岛自古以来就是中国固有领土，早在明朝1373年我国渔民就已经发现了钓鱼岛。如图所示是我国一艘装备精良的现代化综合公务船正在钓鱼岛巡航的示意图。（海水密度为1.02×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）若该船的声呐探头距海面深度为8m，则该声呐探头受到海水的压强是多少？
（2）该船满载时排水量为3400t，则船受到的重力和浮力各为多少？
（3）当该公务船以54km/h的速度匀速航行6h，若航行时受到的阻力为船重的0.05倍，则这一过程中动力所做功的功率是多少？
13．某大学设计发明了“都市蚂蚁”电动环保车，如图所示，这款车小巧实用，有利于缓解城市交通拥堵，已知“都市蚂蚁”车的主要参数如下：
车和2名乘员的总质量m/kg 600
轮胎与地面的总接触面积S/cm2 200
总体积V/m3 1.1
（1）求乘载两人的“都市蚂蚁”车的总重力？（g=10N/kg）
（2）它对水平路面的压强为多大？
（3）想将此车改进成“水陆两栖车”，上述乘载两人的“都市蚂蚁”车能浮在水面上，静止时，由于其受到的浮力和重力二力平衡，故F浮 = G总 ， 求其浸入水中的体积是多少？
14．如图所示，将边长为10cm的正方体木块，放入盛有足够多水的水槽内，待木块静止时，有的体积露出水面。（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）木块受到的浮力大小；
（2）木块的密度大小；
（3）要使木块全部浸入水中，至少需对木块施加一个多大的力。
15．如图所示，物体挂在弹簧测力计下端浸没在水中，在将物体缓慢拉出水面的过程中，弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙所示。试求：（ρ水=1.0×103kg/m3）
（1）圆柱体浸没时所受的浮力；
（2）圆柱体的密度。
答案
1.（1）解：木块A受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-4m3=1.5N
答：木块A受到的浮力为1.5N；
（2）解：由浮力产生的原因F浮=F下-F上可得，木块上表面没有受到水的压力，木块下表面受到水的压力F下=F浮+F上=F浮+0=1.5N
答：木块下表面受到水的压力为1.5N；
（3）解：木块下表面处水的压强
答：木块下表面处水的压强为500Pa。
2.（1）解：物块对水平桌面的压力为
所以物块对桌面的压强为
答：物块对桌面的压强为800Pa
（2）解：小亮用数显推拉力计把该物块压入水中静止时，物块受到的水的浮力为
答：图中物块受到的水的浮力为10N；
（3）解：由阿基米德原理可知，物块的体积为
所以物块的密度为
答：物块的密度为0.8×103kg/m3。
3.（1）解：山东舰满载时所受的浮力F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×104m3=5×108N
答：山东舰满载时所受的浮力为5×108N
（2）解：满载时山东舰底部受到的海水压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10.5m=1.05×105Pa
答：满载时山东舰底部受到的海水压强为1.05×105Pa。
4.（1）解：因为宇航员漂浮，所受的浮力F浮＝G总＝m人g+m物g＝（75kg+25kg）×10N/kg＝1000N
答：宇航员在浮力水槽中训练时所受的浮力为1000N；
（2）解：由F浮＝ρ水gV排知道，宇航员排开水的体积
答：宇航员排开水的体积为0.1m3；
（3）解：镜子在水面以下5m深时受到水的压强p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×5m＝5×104Pa
答：镜子在水面以下2m深时受到水的压强为5×104Pa。
5.（1）解：由阿基米德原理可知，驱逐舰满载航行时所受到的浮力为F浮=G排=m排g=12000×103kg×10N/kg=1.2×108N
答：驱逐舰满载航行时所受到的浮力1.2×108N
（2）解：驱逐舰航行时舰底受到海水的压强为p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×6m=6.18×104Pa
答：驱逐舰航行时舰底受到海水的压强为6.18×104Pa
（3）解：驱逐舰匀速航行时处于平衡状态，发动机的牵引力大小等于驱逐舰所受的阻力大小，发动机的牵引力大小为F牵=f=6×106N
驱逐舰的航速为v=54km/h=15m/s
驱逐舰航行时发动机牵引力的功率为
答：驱逐舰航行时发动机牵引力的功率为9×107W。
6.（1）解：因为飞机静止在跑道上时对跑道的压力等于重力，则飞机静止对跑道的压力F压=G=mg=51×103kg×10N/kg=5.1×105N
则飞机对对跑道的的压强
答：飞机静止在跑道上时对跑道的压强为8.5×105Pa；
（2）解：由阿基米德原理得飞机漂浮在水面受到的浮力F浮=G排=ρ液gV排= 1×103kg/m3×10N/kg× 46m3=4.6×105N
答：漂浮在水面上时飞机受到的浮力是4.6×105N；
（3）解：液体对检修口的压强 p1=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa
由可得，水对检修口的压力 F压1=p1S1=1.5×104Pa×0.8m2=1.2×104N
答：检修口面板受到水的压力为1.2×104N。
7.（1）解：体积为100cm3的石块，浸没在圆柱形容器中，排开水的体积是石块的体积，则石块所受浮力F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N
答：石块所受浮力为1N；
（2）解：容器底面积
容器中水的体积V水=Sh=50cm2×10cm=5×102cm3
则水的重力G水=m水g=ρ水gV水=1×103kg/m3×10N/kg×5×102×10-6m3=5N
答：容器中水的重力为5N；
（3）解：容器对水平地面压强为
答：容器对水平地面的压强为1.6×103Pa。
8.（1）解：已知
根据阿基米德原理可知
答：将这块橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为
（2）解：已知橡皮泥体积为
橡皮泥密度为
故橡皮泥的重力为
物体的质量为
物体的重力为
对整体进行受力分析，这只橡皮泥“船”装载最多物体时，浮力为
答：这只橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为
（3）解：如果要提高橡皮泥“船”的装载能力，根据阿基米德原理
我们可以通过增大水的密度或者减少船身重量或者增大船的体积等方式来提高船的装载能力。
9.（1）解：由称重法可知，模型浸没在水中时所受到的浮力
答：模型浸没在水中时所受到的浮力是10N
（2）解：由阿基米德原理
可知，模型排开水的体积
因为模型浸没在水中，所以模型的体积
答：模型的体积是；
（3）解：由可知，模型的质量
则模型的密度
答：模型的密度是。
10.（1）解：由知道，在未放入立方体前，水对容器底的压强
p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣2m＝2000Pa
由 知道，水对容器底的压力F＝pS＝2000Pa×150×10-4m2＝30N
答：在未放入立方体前，水对容器底的压力为30N；
（2）解：放入立方体后，若立方体漂浮或悬浮，则由于F浮＝G物＝G排
故容器对地面的压力等于水对容器的压力，所以，此时水对容器底部压强的增加量等于容器对地面的压强增大量，为1000Pa，由ρ＝ρgh知道，容器内水深度的增加量
因容器的高为25cm，原来容器内水的深度为20cm，由于
所以，容器内水有溢出，且假设是错误的，即立方体应沉底。
答：经计算知道，放入立方体后，立方体在水中下沉
（3）解：立方体的体积V＝L3＝（10cm）3＝1000cm3
立方体放入容器后溢出水的体积
由知道，溢出水的质量
溢出水的重力G溢＝m溢g＝0.25kg×10N/kg＝2.5N
容器对地面压力的增加量为
因立方体的重力等于容器对地面压力的增加量加上溢出水的重力，所以，立方体的重力
由于G＝mg＝ρVg
所以，立方体的密度
答：立方体的密度为1.75×103kg/m3。
11.（1）解：海面以下15m处海水的压强
答：海面以下15m处海水的压强为；
（2）解：解法一：网箱材料和铸铁块的总质量
网箱静止在海水中，整个装置受到的浮力等于它的总重力，即浮力的大小为
根据阿基米德原理可得，排开海水的体积
空心圆柱体排开海水的体积
空心圆柱体内海水的体积
空心圆柱体内海水的高度
解法二：网箱在15m深处所处的状态如图所示，由题意知
网箱静止在海水中，整个装置受到的浮力等于它的总重力，即浮力的大小为F浮=G=mg．．．．．．．．．．．．．．．①
根据阿基米德原理可得，浮力的大小为F浮=ρgV排 ．．．．．．．．．．．．．．． ②
排开水的体积为V排=V0+S（H-h）．．．．．．．．．．．．．．．③
代入数据V0=6m3，S=2m2，H=15m
整理可得h=3m
答：当网箱的底部下沉到海面下15m处静止时，空心圆柱体内海水的高度3m；
（3）解：能；通过气阀改变空心圆柱体内海水的高度，使整个装置所受的浮力等于它的总重力，该装置能在海面下任意深处进行养殖。
答：该装置能在海面下40m深处进行悬浮养殖，理由是通过气阀改变空心圆柱体内海水的高度，使整个装置所受的浮力等于它的总重力，该装置能在海面下任意深处进行养殖。
12.（1）解：该声呐探头受到海水的压强p海水=ρ海水gh=1.02×103kg/m3×10N/kg×8m=8.16×104Pa
答：该声呐探头受到海水的压强是8.16×104Pa；.
（2）解：船满载时排水量为m排=3400t=3.4×106kg
公务船所受到的浮力F浮=G排=m排g=3.4×106kg×10N/kg=3.4×107N
由于船处于漂浮，则G=F浮=3.4×107N
答：船受到的重力和浮力都是3.4×107N；
（3）解：船航行的路程为s=vt=54km/h=15m/s
由于船匀速行驶，则船受到的动力F=f=0.05G=0.05×3.4×107N=1.7×106N
动力所做功的功率为P=Fv=1.7×106N×15m/s=2.55×107W
答：这一过程中动力所做功的功率是2.55×107W。
13.（1）解：乘载两人的“都市蚂蚁”车的总重力为G总=mg=600kg×10N/kg=6×103N
答：乘载两人的“都市蚂蚁”车的总重力为6×103N
（2）解：它对水平路面的压强为
答：它对水平路面的压强为3×105 Pa；
（3）解：其浸入水中的体积为
答：其浸入水中的体积为0.6m3。
14.（1）解：由题意可得，木块的体积为V=a3＝（0.1m）3＝10﹣3m3
所以木块排开水的体积为V排＝（1﹣）×10﹣3m3＝0.6×10﹣3m3
故可得木块受到的浮力为F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6×10﹣3m3＝6N
答：木块受到的浮力大小为6N；
（2）解：因为木块漂浮，所以G木＝F浮，根据G＝mg、可得，ρ木gV木＝6N，即ρ木×10N/kg×1×10﹣3m3＝6N
解得：ρ木＝0.6×103kg/m3。
答：木块的密度大小为0.6×103kg/m3；
（3）解：木块全部浸没时受到水的浮力为F浮′＝ρ水gV′排＝ρ水gV＝1×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3＝10N
因为F浮′＝G木+F，所以施加的压力为F＝F浮′﹣G木＝10N﹣6N＝4N
答：要使木块全部浸入水中，至少需对木块施加一个4N的力。
15.（1）解：由图乙可知，圆柱体的重力
圆柱体浸没时弹簧测力计的示数F′=1.6N，则圆柱体浸没时所受的浮力
答：圆柱体浸没时所受的浮力为0.4N；
（2）解：因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由
可得圆柱体的体积
由
可得圆柱体的质量
则圆柱体的密度
答：圆柱体的密度为5×103kg/m3。
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